Entwicklung eines hybriden Simulationsverfahrens und Simulation von einzelnen Polyelektrolytketten sowie Suspensionen globulärer Proteine

开发混合模拟方法并模拟单个聚电解质链以及球状蛋白的悬浮液

• 批准号: 5282742
• 负责人: Professor Dr. Hans Hennig von Grünberg
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Chemie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1999-12-31 至 2004-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5282742?language=en
• 关键词: Entwicklung; eines; hybriden; Simulationsverfahrens; und

Wir wollen die Bewegung geladener, mesoskopisch großer Teilchen (Proteine, Kolloide oder Polyelektrolyte) in wässriger Lösung studieren. Diese Teilchen tragen eine Ladung, weil sog. Gegenionen von ihrer Oberfläche abdissoziiert sind. Auf ein mesoskopisches Teilchen kommen dabei etliche hundert, ja tausend mikroskopische Gegenionen (und zusätzlich etwaige, in der Lösung vorhandene Salzionen), die bei der Simulation der großen Teilchen zu berücksichtigen sind. Damit ist bei realistischen Annahmen zur Konzentration der Elektrolytionen und der suspendierten Teilchen schnell eine Gesamtteilchenzahl erreicht, die sich auch mit modernen Rechnern kaum mehr simulieren läßt - ein typisches Problem auf dem Gebiet der weichen kondensierten Materie. Wir wollen hier eine, diesem Problem angepaßte Simulationstechnik entwickeln, wobei wir zwei Verfahren miteinander kombinieren wollen: Die kleinen Ionen der Elektrolytlösung werden in einer Kontinuumsnäherung mit Hilfe der PoissonBoltzmann Gleichung beschrieben, aus ihrer Verteilung auf die Kräfte zwischen den großen Teilchen geschlossen und damit dann deren Bewegung mit einem Molekulardynamikverfahren simuliert. Dieses hybride Molekulardynamik/Poisson-Boltzmann Simulationsprogramm nutzen wir (a) zum Studium des Aggregations- bzw. Kristallisationsverhaltens einfacher Modellproteine und (b) zur Untersuchung eines Kugel-Feder Modells für Polyelektrolyte.

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